Geologer skyller på manteln för miljardårsglapp i bergartsrekordet – för det är förstås aldrig mantelns fel
Forskare har fastställt att ett miljardårsglapp i bergartsrekordet orsakades av att manteln tryckte upp kontinenter och glaciärer slipade ner dem – för inget säger 'geologi' som att skylla på planetens djupaste lager.
I Grand Canyon finns en linje i berget där tiden tycks ha gett upp. Uråldriga kristallina bergarter ligger i botten, sandstenar från kambriska explosionen ligger i toppen, och däremellan finns ett glapp i den geologiska lagren så oförskämt att det har ett eget namn: den stora diskordansen. "Detta glapp kan vara allt mellan 200 miljoner år, vilket inte är så imponerande, till mer än en miljard år", säger Nicolas Flament, geovetare vid University of Wollongong i Australien. Så, milt imponerande till extremt imponerande, beroende på tolerans för saknade eoner.
I en färsk studie i Nature hävdar Flament och hans kollega Santosh Dhungana att detta glapp skulpterades med hjälp från djupt inne i planeten. Enligt deras modeller tryckte långsamma strömmar av het sten i jordens mantel upp hela kontinenter i hundratals miljoner år, vilket lät glaciärer slipa ner dem och sedan låta dem sjunka, så att nya sediment begravde ärret. Det största hålet i bergartsrekordet kan vara ett fingeravtryck av processer djupt inne i planetens inre – för tydligen har även geologin en skuggig djup stat.
De äldsta sedimenten som vilar på den stora diskordansen i Nordamerika är mellan 635 och 482 miljoner år gamla. Geologer har spårat den över större delen av Nordamerika och delar av norra Europa och norra Kina. "Något verkar ha hänt, särskilt i Nordamerika", säger Flament. Vilket är ett artigt sätt att säga att resten av världen kom jämförelsevis lindrigt undan.
Den ledande förklaringen var nedisning. Mellan ungefär 720 och 635 miljoner år sedan nådde glaciärerna tropikerna, och vissa forskare tror att hela planeten frös, ett scenario som kallas Snöbollsjorden. "Istäcken är mycket bra på att slipa, skura och skrapa ytan", förklarar Flament. Han säger att glaciärer är ungefär tio gånger effektivare än floder på att erodera bort berg. Men om hela planeten frös borde den stora diskordansen finnas överallt. Och det gör den inte. Pinsamt.
Andra förklaringar inkluderade riftbildning, utdragning och sträckning av jordskorpan, och en global havsnivåsänkning. Men riftbildning verkar mest på kontinenternas kanter, och en havsnivåförändring borde ha påverkat alla kontinenter lika. "Det råder ingen tvekan om att det fanns omfattande nedisning. Det råder ingen tvekan om att det har funnits havsnivåförändringar genom tiderna. Frågan är om det var tillräckligt för att pussla ihop den stora diskordansen?" säger Flament. Svaret var tydligen nej.
En fjärde idé hävdade att manteln själv flyttade kontinenter upp och ner, en process som kallas dynamisk topografi. "Det hade föreslagits, men det hade inte testats kvantitativt", säger Flament. Så hans team satte igång att göra det – för någon måste ju till slut kontrollera läxan.
Från ungefär 100 till 200 kilometer under ytan ner till nästan 3 000 kilometer konvekterar jordens mantel långsamt. "En analogi vore en lavalampa, där en del saker kommer upp och en del saker kommer ner", förklarar Flament. "Kall sten sjunker och het sten stiger." Manteln är fast, ändå kan en bit sten långsamt färdas från ytan till djupet av jorden under cirka 200 miljoner år. Den rörelsen drar i ytan. Där kalla plattor av havsbotten sjunker ner i manteln vid subduktionszoner dras marken ner; där het mantel stiger trycks den upp. Amplituden av denna upp- och nedrörelse är dock fortfarande omdebatterad. "Kort sagt några hundra meter, och det återstår att utreda exakt vad det [exakta värdet] är", säger Flament. Så: hundratals meter, plus minus några hundra meter.
Dhungana och Flament körde sex simuleringar av mantelkonvektion en miljard år tillbaka i tiden, drivna av rekonstruktioner av hur tektoniska plattor rörde sig under den tiden. Sedan grupperade de regioner där marken steg och föll på liknande sätt för att hitta var diskordansen borde ha bildats, och var den borde ha överlevt till nutid. Flament säger dock att startkonfigurationen av dessa simuleringar
The Good Times
Nyheter i din inkorg.
En sardonisk sammanfattning, levererad enligt ditt schema. Gratis. Avsluta prenumerationen när du vill.
Redan prenumerant men vi dyker aldrig upp? Kolla skräppostmappen och klicka på 'Inte skräppost' (eller 'Ta bort från skräppost') för att rädda oss ur skräppostens skärseld. På köpet hjälper du alla andra.
Om du inte öppnar något av våra mejl på en månad tas du automatiskt bort från listan.
Rewrite Article
Select parts to regenerate with a fresh AI pass. Translations will be updated automatically.
Generate AI Image
Creates a sardonic version of the article image using OpenAI.